Dalla Terra al Sole: Comprendere il Nostro Sistema Planetario e le Forze che lo Governano

Il Sistema Terra: Struttura, Moti e Interazioni

La Terra è un sistema perché è composta da diverse parti che interagiscono continuamente tra di loro.

Definizione di Sistema

Un Sistema è un corpo composto da molti elementi in cui l'insieme di queste parti è maggiore o più significativo della loro somma.

• Biosfera: sfera degli esseri viventi
• Atmosfera: componente gassoso
• Idrosfera: componente liquido
• Litosfera: componente solido, minerale

Tipi di Sistemi

• Sistema Aperto: quando c'è scambio di materia ed energia (es. tazza di caffè).
• Sistema Chiuso: scambio di energia ma non di materia (es. bottiglia).
• Sistema Isolato: non permette scambio di energia e materia (es. thermos).

Il Sistema Terra è considerato un sistema chiuso perché scambia energia (con il Sole) ma non materia in quantità significative.

Geosistema e Morfologia Terrestre

• Geosistema: acqua, aria e roccia.
• Morfologia Terrestre: come è fatta la Terra.
• Geoide: forma della Terra con molte irregolarità.

Dimensioni della Terra

• Circonferenza massima della Terra (Equatore): 40.077 km
• Raggio equatoriale: 6374,14 km
• Raggio polare: 6354,78 km
• Superficie: 510.065.700 km²
• Volume: 1,0832 x 10¹² km³
• Massa: 5,9737 x 10²⁴ kg

Reticolato Geografico e Coordinate

Il Reticolato geografico (invenzione dell'uomo) indica la latitudine (paralleli) e la longitudine (meridiani) (0°: Greenwich).

Le Coordinate (codice che ci permette di orientarci nello spazio): linguaggio in cui vengono espresse la longitudine e la latitudine.

Moti della Terra

• Rotazione: che la Terra compie intorno al suo asse e determina l'alternarsi di notte e giorno.
• Rivoluzione: moto della Terra intorno al Sole, determina le stagioni.
• Moti Millenari: si osservano nell'arco di diverse migliaia di anni.
• Precessione: rotazione che causa la variazione dell'inclinazione dell'asse terrestre (completa un ciclo ogni 26.000 anni), un moto che l'asse terrestre compie girando su se stesso come nel giro di una trottola.

Il Sistema Solare: Origine e Componenti

Il Sistema Solare nasce circa 4,5 miliardi di anni fa su uno dei bracci della Via Lattea, che è la nostra galassia a spirale.

Origine del Sistema Solare

Il Sistema Solare nasce a partire da una nebulosa (idrogeno, elio, polveri: materia che compone la nebulosa). L'esplosione di una supernova perturbò lo spazio in cui si trovava la nebulosa. Questo la schiaccia, trasformandola in un disco appiattito e formando un protosole (al centro si concentra la materia e il gas per effetto della gravità). Ciò porta all'evoluzione di una stella. Questo processo avviene in circa 10 milioni di anni.

Componenti del Sistema Solare

Le caratteristiche del Sistema Solare includono:

• 8 pianeti
• Più di 90 satelliti
• Migliaia di asteroidi
• Moltissimi meteoroidi (più piccoli degli asteroidi)
• Numerose comete

Il Sole

Il Sole ha la massa più grande del nostro sistema. Esercita una forza di attrazione che è la forza di gravità (Isaac Newton fu il primo a teorizzarla).

Leggi Fondamentali del Moto Planetario

Keplero è stato il primo a parlare dei moti dei pianeti. Il moto dei corpi attorno al Sole è descritto da 3 leggi:

Le Leggi di Keplero

1. L'orbita descritta da un pianeta attorno al Sole è ellittica, e il Sole si trova in uno dei due fuochi situati sul piano dell'ellittica (eccentricità della Terra = 0,017).
2. Afferma che il raggio vettore dal centro del Sole al pianeta orbitante spazza aree uguali in tempi uguali.

   Conseguenze: le velocità orbitali non sono costanti. Al perielio la Terra viaggia più veloce che all'afelio.

3. I quadrati dei tempi impiegati dai pianeti a compiere le loro orbite sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle orbite.

Per comprendere la ragione del perché i pianeti si muovono, dobbiamo usare le leggi universali. Keplero descrisse il "come" (fine 1500), mentre Newton descrisse il "perché" (fine 1600).

La Legge di Gravitazione Universale di Newton

La Legge di Gravitazione Universale afferma che due corpi si attirano in modo direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Più due corpi sono vicini, più forte si attirano, e l'attrazione è maggiore anche se le masse sono più grandi.

Struttura Interna del Sole

• Nucleo: sede delle reazioni termonucleari che convertono idrogeno in elio e producono energia.
• Zona Radiativa: dove l'energia prodotta nel nucleo viene assorbita dagli atomi di gas, che la riemettono verso l'esterno.
• Zona Convettiva: attraversata da flussi di materia calda che salgono dalla zona radiativa verso la superficie e ridiscendono dopo essersi raffreddati.